Структурная схема и принцип действия цифрового частотомера. Погрешности измерения

Работа частотомера в режиме измерения частоты.

Структурная схема. Работа схемы.

Входной сигнал через входное устройство (ВхУ) осуществляющее необходимое усиление и фильтрацию, запускает формирующее устройство (ФУ). Формирующее устройство из исходного сигнала формирует последовательность коротких счетных импульсов с частотой следования равной измеряемой частоте. Эта последовательность импульсов подается на один из входов временного селектора (ВС). На его второй вход подаются стробирующие импульсы. Их длительность определяет время открытия временного селектора. Стробирующий импульс вырабатывается устройством управления (УУ) с помощью делителя частоты (ДЧ) из сигнала опорного генератора (Г). Число импульсов, прошедших на счетчик (Сч) через временной селектор, будет пропорционально измеряемой частоте.Это число считается счетчиком и фиксируется цифровым отсчетным устройством (ЦОУ).

Погрешность измерения частоты имеет две составляющих:1) погрешность формирования образцового интервала времени (); 2) погрешность дискретного счета: .

Максимальная погрешность определяется их суммой ,

а среднеквадратическая - геометрическим сложением .

Работа частотомера в режиме измерения временного интервала.

Структурная схема. Работа схемы.

Исследуемый сигнал, длительность которого необходимо измерить, поступает на формирующее устройство (ФУ). Формирующее устройство формирует из него прямоугольный импульс. Этот импульс через устройство управления (УУ) поступает на временной селектор (ВС), определяя время открытого состояния временного селектора. На другой вход временного селектора поступают счетные импульсы, которые формируются в блоке умножения частоты (УмЧ) из импульсов, поступающих с опорного генератора (Г). Число импульсов, прошедших на счетчик, будет прямо пропорционально длительности измеряемого сигнала. Это число считается счетчиком и фиксируется цифровым отсчетным устройством (ЦОУ).

Погрешность результата измерения в данном случае имеет три составляющие:

1) погрешность формирования интервала времени ();

2) погрешность дискретного счета: ;

3) погрешность запуска при формировании счетного интервала времени .

Отсюда имеем: ,

Погрешность можно существенно уменьшить при измерении временного интервала методом усреднения. В этом случае будем иметь: , ,гдеn-число периодов регистрации числа счетных импульсов.